一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究_刘旭东

收稿日期:2006-04-20基金项目:辽宁省自然科学基金项目(20041003)作者简介:刘旭东(1966-)男,副教授,博士,主要从事水污染控制理论与技术研究.文章编号:1671-2021(2007)03-0461-04一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的试验研究刘旭东,张砚,尹敬杰(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168)摘要:目的研究一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水的可行性及处理效果,为豆制品加工废水处理提供新的工艺选择.方法采用一体式膜生物反应器处理豆制品加工废水,在连续运行过程中,对进水和出水的化学需氧量、生物化学需氧量、悬浮物、氨氮和总磷进行测定,通过对主要污染物进出水质量浓度变化的分析,确定膜生物反应器(MBR)工艺处理豆制品加工废水的可行性、运行情况和豆制品加工废水中对各污染指标的去除效果.结果通过60d的连续运行,MBR处理豆制品加工废水出水水质好,CODCr,BOD5,氨氮和SS的去除率分别高达96.84%,94.37%,95%和99.83%.结论利用膜生物反应器处理豆制品加工废水在技术上可行.有机物去除率高,装置具有较强的耐冲击能力,出水稳定.关键词:废水处理;一体式膜生物反应器;豆制品加工废水;活性污泥中图分类号:X703文献标识码:A豆制品是我国人民十分喜爱的食品,豆制品加工在我国有十分悠久的历史.长期以来我国的豆制品加工以个体商户家庭作坊加工为主,工艺过程原始,生产分散,个体规模小,总体数量大.生产废水直接排入当地水体,造成水体严重恶化,危害当地生态环境.因此,对豆制品加工废水进行处理势在必行.目前,针对豆制品加工废水进行处理的研究和应用大多数采用的是厌氧生物处理工艺[1-3],而应用好氧生物处理方式进行处理的例子相对较少[4-5].但豆制品加工废水的一级厌氧处理一般很难达标排放,往往需要增加好氧处理工艺过程,采用厌氧与好氧处理相结合的工艺,这就增加了系统运行的操作难度,不利于在缺少水处理专业人员的豆制品企业中普及.膜生物反应器(MembraneBioreactor;MBR)是膜技术与传统污水生物处理技术结合而产生的污水处理工艺.它用膜组件取代活性污泥法中的二沉池,用膜分离技术取代传统的重力沉淀式泥水分离方式.具有出水水质好,污泥浓度高,占地面积小,剩余污泥量低和便于自动控制的优点[6-7].因此,特别适合于小型豆制品加工企业和个体加工户使用.笔者研究了采用一体式好氧膜生物反应器工艺处理豆制品加工废水的可行性,试验装置能完全适应豆制品加工废水有机物浓度高、水质变化大的特点,有机物去除率高,装置具有较强的耐冲击能力,出水稳定.1试验装置和方法试验所用的膜生物反应器为一体式好氧膜生物反应器,该试验装置的核心部分由生物反应器和中空纤维膜组件构成(见图1).膜组件采用天津膜天膜工程技术有限公司提供的FP-T型聚偏氟乙烯(PVDF)帘式中空纤维膜,有效孔径0.2μm,膜面积1m2.反应器为自制有机玻璃容器,有效容积60L,反应器中水位由浮球阀控制,当液2007年05月第23卷第3期沈阳建筑大学学报(自然科学版)JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience)May2007Vol.23,No.3面达到设计高度时高位水箱停止给水.反应器底部设有曝气管,使用曝气泵为反应器内的生物提供氧气,同时也对膜表面起到振荡、冲刷作用,防止污泥沉积在膜表面上,减轻膜污染.气水体积比为20∶1.1.高位水箱2.浮球阀3.曝气泵4.膜组件5.生物反应器6.曝气管7.液体流量计8.气体流量计9.真空表10.真空泵图1试验装置简图试验开始时在反应器中投加取自沈阳市北部污水处理厂二沉池的活性污泥,经逐步驯化成熟后,用于豆制品加工废水处理.试验用水采用某豆制品加工厂生产废水处理设施的预处理废水(经初沉,水解酸化).试验中所采用的分析方法均采用《水和废水检测分析方法》(3版)的标准方法.2豆制品加工废水水质豆制品加工废水是一种高浓度有机废水,对环境污染程度高,影响范围广,并且较难进行处理.其废水主要由冲泡大豆的废水(泡豆水),压榨过程中流出的黄泔水及洗涤设备和器具的废水组成.豆类加工废水的显著特点是:废水的有机物浓度高(CODCr一般均在2000～20000mg/L之间);废水产生量大(一般每加工100kg大豆可产生废水1.5～2.5m3);BOD5/CODCr之比高(一般可达0.5～0.65),适宜用生物方法处理[8].试验用水取自沈阳市某豆制品加工厂生产废水处理设施的预处理废水,经过初沉和水解酸化,试验进水水质见表1.表1进水水质mg/L项目ρ(CODCr)ρ(BOD5)ρ(SS)ρ(NH3-N)ρ(TP)最大值210011299675626最小值860436570